BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC ĐỀ THI HS GIỎI HÓA (Đề 2) Năm học 2018 – 2019 - Thời gian - 120 phút Câu 1: (4 điểm) 1/ Xác định cơng thức hóa học A, B, C, D viết PTHH hoàn thành chuỗi biến hóa sau (ghi rõ điều kiện phản ứng có): A Fe O B H SO C HCl (1) ( 2) ( 3) ( 4) (5) (6) KMnO4 4 2/ Hợp chất A có cơng thức dạng MXy M chiếm 46,67% khối lượng (biết M kim loại, X phi kim có lớp electron nguyên tử) Hạt nhân M có n – p = 4, hạt nhân X có n/ = p/ (trong n, p, n/, p/ số nơtron, số proton nguyên tử M X) Tổng số proton MXy 58 Xác định nguyên tố M, X? Câu 2: (4 điểm) Một hỗn hợp X tích 5,6 lít gồm hidro axetilen (C2H2), có tỉ khối so với nitơ 0,5 Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam hỗn hợp X có thành phần bình kín chứa 28,8 gam oxi, phản ứng xong, làm lạnh để nước ngưng tụ hết thu hỗn hợp khí Y (thể tích khí đo đktc) a/ Viết phương trình hóa học xảy ra? b/ Tính thành phần phần trăm theo thể tích theo khối lượng hỗn hợp Y? Câu 3: (5,5 điểm) 1/ Một loại phèn chua có cơng thức xK2SO4.yAl2(SO4)3.zH2O Khi đun nóng có nước bay thành phèn khan Biết đun 94,8 gam loại phèn thu 51,6 gam phèn khan Trong phèn khan, oxi chiếm 49,61% khối lượng Tính khối lượng K Al có 15,8 kg phèn chua ban đầu? 2/ Khử 3,48 gam oxit kim loại M cần dung 1,344 lít hidro Toàn lượng kim loại M thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư sinh 1,008 lít H2 Các thể tích khí đo đktc Xác định kim loại M oxit kim loại M? Câu 4: (3,5 điểm) Hỗn hợp chứa Fe, FeO, Fe2O3 Nếu hịa tan a gam hỗn hợp HCl dư lượng H2 thoát 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Nếu khử a gam hỗn hợp khí H2 nóng, dư thu lượng nước 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Xác định thành phần % chất hỗn hợp ban đầu? Câu 5: (3 điểm) Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H4, C2H6 có tỉ khối so với hidro 14,25 Đốt cháy hồn tồn 11,4 gam hỗn hợp X, sau cho sản phẩm vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam Tính m? MHV BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI HÓA (Đề 2) Huyện Thái Thụy - Năm học 2018 – 2019 - Thời gian - 120 phút Câu 1: (4 điểm) 1/ Xác định công thức hóa học A, B, C, D viết PTHH hồn thành chuỗi biến hóa sau (ghi rõ điều kiện phản ứng có): A Fe O B H SO C HCl (1) ( 2) ( 3) ( 4) (5) (6) KMnO4 4 2/ Hợp chất A có cơng thức dạng MXy M chiếm 46,67% khối lượng (biết M kim loại, X phi kim có lớp electron nguyên tử) Hạt nhân M có n – p = 4, hạt nhân X có n/ = p/ (trong n, p, n/, p/ số nơtron, số proton nguyên tử M X) Tổng số proton MXy 58 Xác định nguyên tố M, X? Giải: O Fe O H O H SO H HCl (1) ( 2) ( 3) ( 4) (5) (6) 1/ KMnO4 2 (1) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 t t (2) 2O2 + 3Fe Fe3O4 (3) Fe3O4 + 4H2 t 3Fe + 4H2O (4) H2O + SO3 H2SO4 (5) H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2 t (6) H2 + Cl2 2HCl o o o o 2/ Trong MXy, M chiếm 46,67% khối lượng nên X chiếm 53,33% Ta có: M 46, 67 X.y 53,33 Thay: n–p=4 Ta có: n p 46, 67 n p / / / (n p ) y 53,33 (n p ) y / / n = p + n = p 2p 4 4.(2p + 4) = 7yp/ yp / / (I) Tổng số proton MXy 58 Nên ta có: p + yp/ = 58 (II) Giải hệ phương trình đại số (I) (II), ta được: p = 26 ; yp/ = 32 M có p = 26 M Sắt (Fe) X phi kim có lớp electron nguyên tử Nên X thuộc chu kỳ Nên 15 p / 17 Vậy p/ = 16 x=2 / X có p = 16 X Lưu huỳnh (S) Câu 2: (4 điểm) Một hỗn hợp X tích 5,6 lít gồm hidro axetilen (C2H2), có tỉ khối so với nitơ 0,5 Đốt cháy hồn tồn 5,6 gam hỗn hợp X có thành phần bình kín chứa 28,8 gam oxi, phản ứng xong, làm lạnh để nước ngưng tụ hết thu hỗn hợp khí Y (thể tích khí đo đktc) a/ Viết phương trình hóa học xảy ra? b/ Tính thành phần phần trăm theo thể tích theo khối lượng hỗn hợp Y? MHV BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Giải: nhh 5, 0, 25 (mol) 22, ; d hh N2 M hh M N2 M hh 0,5 M N2 M hh 0,5.28 14 (g) mhh = n.M = 0,25.14 = 3,5 (gam) Đặt số mol hidro axetilen hỗn hợp x, y mol (0,25 > x,y > 0) Ta có hệ phương trình đại số: x + y = 0,25 (I) x = 0,125 2x + 26y = 3,5 (II) y = 0,125 m 0,125.2 0, 25 gam Trong 3,5 gam hỗn hợp X có: H mC H 0,125.26 3, 25 (gam) 2 0, 25.5, 0, 0, (gam nH 0, (mol) 3,5 3, 25.5, 5, mC2 H 5, (gam) nC2 H 0, (mol) 3,5 26 28,8 nO2 0,9 (mol) 32 to + O2 2H2O Vậy 5,6 gam hỗn hợp X có: mH 2H2 Tỉ lệ mol: mol mol mol Trước PƯ: 0,2 mol 0,9 mol Phản ứng: 0,2 mol 0,1 mol 0,2 mol Sau PƯ: Hết Dư 0,8 mol 0,2 mol t 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O Tỉ lệ mol: mol mol mol mol Trước PƯ: 0,2 mol 0,8 mol Phản ứng: 0,2 mol 0,5 mol 0,4 mol 0,2 mol Sau PƯ: Hết Dư 0,3 mol 0,4 mol 0,2 mol Phản ứng xong, làm lạnh để nước ngưng tụ hết thu hỗn hợp khí Y Hỗn hợp khí Y gồm: 0,3 mol O2 0,4 mol CO2 Ở đk nhiệt độ áp suất, thành phần % số mol thành phần % thể tích nên ta có: Thành phần phần trăm theo thể tích hỗn hợp Y là: o % O2 0,3 100 42,86% 0,3 0, ; % CO 100% 42,86% 57,14% Thành phần phần trăm theo khối lượng hỗn hợp Y là: Câu 3: (5,5 điểm) 1/ Một loại phèn chua có cơng thức xK2SO4.yAl2(SO4)3.zH2O Khi đun nóng có nước bay thành phèn khan Biết đun 94,8 gam loại phèn thu 51,6 gam phèn khan Trong phèn khan, oxi chiếm 49,61% khối lượng Tính khối lượng K Al có 15,8 kg phèn chua ban đầu? 2/ Khử 3,48 gam oxit kim loại M cần dung 1,344 lít hidro Tồn lượng kim loại M thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư sinh 1,008 lít H2 Các thể tích khí đo đktc Xác định kim loại M oxit kim loại M? MHV BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Giải: 1/ Theo ra, khối lượng phèn khan là: 51,6g ta có: mO 51,6.49,61 25,6 (gam) 100 Trong phèn khan có nhóm SO4 chứa S O Trong nhóm SO4: mS = 32 gam ; mO = 64 gam 25,6 m S mO 12.8 (gam) 2 Tổng khối lượng K Al phèn khan tổng khối lượng K Al phèn ban đầu là: 51,6 − 25,6 − 12,8 = 13,2 (gam) Trong 94,8g phèn ban đầu có 13,2 gam K Al Vậy 15,8g phèn ban đầu có x gam K Al 13,2.15,8 x 2,2 (gam) 94,8 Trong 15,8 kg phèn chua có chứa 2,2 kg K Al 2/ Khử 3,48 gam oxit kim loại M cần dung 1,344 lít hidro Tồn lượng kim loại M thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư sinh 1,008 lít H2 Các thể tích khí đo đktc Xác định kim loại M oxit kim loại M? 1,344 0,06 (mol) 22, Đặt CTHH oxit kim loại M MxOy (x, y N*) nH MxOy + mol yH2 y mol 0,06 mol mH 0, 06.2 0,12 (gam) ; Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: to Ta có: xM + x mol mH 2O yH2O y mol 0,06 mol 0, 06.18 1, 08 (gam) mAxOy mH mA mH 2O 3,48 + 0,12 = mA + 1,08 mM = 3,48 + 0,12 – 1,08 = 2,52 (gam) Gọi hóa trị kim loại M phản ứng với axit n (n N*) Ta có: nH 2M + mol Ta có: 1, 008 0, 045 (mol) 22, 2nHCl 2MCln 0,9 mol n 0,9 M 2,52 n Vì n N* + nH2 n mol 0,045 mol 0,09M = 2,52n Ta có bảng biện luận: n M 28 56 Loại Nhận M kim loại hóa trị II, nguyên tử khối = 56 MHV M = 28n 84 Loại Vậy M Sắt (Fe) BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 2,52 nFe 0, 045 (mol) 56 to FexOy + yH2 xFe + mol 0, 045 mol x 0, 045 (56 x 16 y ) 3, 48 x x 0, 72 y 0,96 y mol yH2O x mol y mol 0,045 mol 2,52x + 0,72y = 3,48x Chọn x = ; y = 0,72y = 0,96x CTHH oxit sắt Fe3O4 Câu 4: (3,5 điểm) Hỗn hợp chứa Fe, FeO, Fe2O3 Nếu hòa tan a gam hỗn hợp HCl dư lượng H2 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Nếu khử a gam hỗn hợp khí H2 nóng, dư thu lượng nước 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm Xác định thành phần % chất hỗn hợp ban đầu? Giải: Giả sử a = 100 gam Ta có: 56x + 72y + 160z = 100 (I) Gọi x, y, z số mol Fe, FeO, Fe2O3 a gam hỗn hợp Fe + 2HCl FeCl2 + H2 x mol 2x mol x mol x mol FeO + 2HCl FeCl2 + H2O y mol 2y mol y mol y mol Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O z mol 6z mol 2z mol 3z mol Hòa tan a gam hỗn hợp HCl dư lượng H2 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm nên ta có: 2x = (II) Khử a gam hỗn hợp khí H2 nóng, dư, ta có: t Fe + H2 Khơng phản ứng t FeO + H2 Fe + H2O y mol y mol y mol y mol t Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O z mol 3z mol 2z mol 3z mol Thu lượng nước 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm, ta có: 18y + 54z = 21,15 (III) Từ (I), (II), (III) ta có hệ phương trình đại số: 56x + 72y + 160z = 100 (I) x = 0,5 2x = (II) y = 0,5 18y + 54z = 21,15 (III) z = 0,225 mFe O 0, 225.160 36 (g) mFeO 0,5.72 36 (g) mFe = 0,5.56 = 28 (g) ; ; % Fe O 36% %Fe = 28% ; %FeO = 36% ; o o o 3 MHV BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Câu 5: (3 điểm) Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H4, C2H6 có tỉ khối so với hidro 14,25 Đốt cháy hoàn toàn 11,4 gam hỗn hợp X, sau cho sản phẩm vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam Tính m? d hh 14, 25 Giải: M hh 14, 25 M H2 H2 Mhh = 14,25.2 = 28,5 (gam) Các chất có nguyên tử C nên: C2Hy = 28,5 24 + y = 28,5 y = 4,5 Đặt công thức chung C2H4,5 : t C2H4,5 + 6,25O2 2CO2 + 2,25H2O o nhh 11, 0, (mol) 28,5 nCO2 2nhh 2.0, 0,8 (mol) nH 2O 2, 25nhh 2, 25.0, 0,9 (mol) Cho sản phẩm vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam Khối lượng bình tăng khối lượng sản phẩm PƯ cháy (CO2 H2O): m mCO mH O 0,8.44 0,9.18 35, 16, 51, (gam) 2 MHV ... M hh 14, 25 M H2 H2 Mhh = 14 ,25 .2 = 28 ,5 (gam) Các chất có nguyên tử C nên: C2Hy = 28 ,5 24 + y = 28 ,5 y = 4,5 Đặt công thức chung C2H4,5 : t C2H4,5 + 6 ,25 O2 2CO2 + 2, 25H2O o nhh... (1) ( 2) ( 3) ( 4) (5) (6) 1/ KMnO4 2 (1) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 t t (2) 2O2 + 3Fe Fe3O4 (3) Fe3O4 + 4H2 t 3Fe + 4H2O (4) H2O + SO3 H2SO4 (5) H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2 ... (gam) 2 0, 25 .5, 0, 0, (gam nH 0, (mol) 3,5 3, 25 .5, 5, mC2 H 5, (gam) nC2 H 0, (mol) 3,5 26 28 ,8 nO2 0,9 (mol) 32 to + O2 2H2O Vậy 5,6 gam hỗn hợp X có: mH 2H2 Tỉ lệ